Du tror att du är snabb, du vet att du kan vara snabbare, men vad är den snabbaste hastigheten fysiskt möjligt? Vi får reda på
Där är du, snabbare nedför som om ditt liv berodde på det. Hukad över stängerna, vita knogar griper tag i dropparna, tittar du ner på din cykeldator och du ser figuren klicka upp till 70 kmh. Åh ja, du flyger verkligen nu. Men innan du kan få mer fart signalerar vägskylten en korsning framför dig och du trycker på bromsen för att få dig att stanna på ett säkert sätt.
Men tänk om den korsningen inte fanns där? Tänk om det inte fanns några hinder eller kurvor eller hundar som vandrade in på vägen, och sluttningen var så lång och jämn och brant som du kan önska dig?
Hur snabbt kunde du gå då? Låt oss börja svara på den frågan genom att titta på vad som håller dig tillbaka.
Livet är ett drag
'Det skulle vara terminalhastighet,' förklarar Rob Kitching, grundare av online aerodynamisk outfit Cycling Power Lab. "I cykliska termer är det här punkten där de gemensamma stoppkrafterna av aerodynamiskt motstånd och rullmotstånd är lika med krafterna som tillhandahålls av tyngdkraften och kraftuttaget."
Hur mycket påverkan gravitationen har beror på lutningens svårighetsgrad. "Om du ställer in lutningen på oändlig - med andra ord en vägg - skulle det inte bli någon belastning på däcken eller cykelns struktur", säger Ingmar Jungnickel, FoU-ingenjör för Specialized.
‘Det skulle faktiskt göra både överflödig och du skulle hoppa fallskärm.’
Eller mer tekniskt "speed fallskärmshoppning", där målet är att uppnå och bibehålla högsta möjliga terminalhastighet. Släpp ner en människa ur ett plan mage och de når hastigheter på upp till 200 kmh; huvudet först och vi pratar 250-300kmh; huvudet först och iförd strömlinjeformad specialklädsel möjliggör hastigheter på upp till 450 km/h.
‘Men det är inte cykling, så låt oss ignorera det och använda en riktig väg, fortsätter Jungnickel. Att skanna världens gator, Baldwin Street i Dunedin, Nya Zeeland, har den tvivelaktiga äran att vara den brantaste vägen på planeten med 35–38°, beroende på vem du tror.
'På den här vägens lutning – men förlängd utöver dess 350 m avstånd – under antagande av lugna förhållanden och en uteffekt på 400 watt, kan en förare i vägposition nå 89,48 mph [144 kmh], säger Jungnickel.
Det är en viss hastighet, men ändå nästan 80 km/h mindre än världshastighetsrekordet i nedförsbackar, som sattes förra året av fransmannen Éric Barone när han nådde 223,3 km/h på den snötäckta Chabrières hastighetsbana i de franska Alperna 2015.
Så kanske för att minska rullmotståndet borde vår backe ha en isig plattform? Inte nödvändigtvis, enligt Jungnickel. "Vid dessa hastigheter är luftmotståndet runt 99,5 %."
Det kan jämföras med cirka 50 % när du cyklar i 12 km/h. Luftmotståndet ökar ju snabbare du cyklar, så vilka metoder ska vår imaginära cyklist använda för att nå maximal hastighet och trotsa luftmotståndet?
Keep it aero
‘Det är klart att positionen är viktig, säger Jungnickel. "Så jag gjorde beräkningar med en förare som var optimerad i tidskörningspositionen och med vår förlängda Baldwin Street-liknelse kunde 400W-föraren nå 322 km/h."
När Jungnickel säger att han är optimerad talar han om hela den aerodynamiska menyn. Det betyder en dropphjälm och en position som ser att hjälmens svans flödar naturligt till en slät, strömlinjeformad rygg.
En åtsittande skinsuit är också ett måste för att minska luftmotståndet.
‘Faktum är att det här är livsviktigt,’ säger Rob Lewis från specialist på beräkningsvätskedynamik TotalSim. Typ av material, placering av sömmar och ytbehandling gör alla stor skillnad. Du kan prata om en skillnad på 12–15 % i drag mellan bra och dålig färg.’
Lewis föreslår också att det är mer aerodynamiskt effektivt att dra upp strumpor så långt som möjligt än tossor, medan ett sm alt grepp om dessa aerobar-förlängningar också minskar motståndet något.
Du skulle också vilja ha droppformade slangar eftersom det, som ovan, hjälper till att minska koefficienten för aerodynamiskt motstånd (CdA). Detta täcker ett föremåls halkighet och storlek plus dess frontyta.
Fysiken säger att ett objekt med en dragkoefficient på noll faktiskt inte kan existera på jorden – allt har någon form av drag – men siffrorna kan vara väldigt låga.
Tårformade styre på en toppcykel kan till exempel registrera en siffra på 0,005. Det är ganska aero.
CdA-exempel på eliter som använder aeroformade stänger kan komma in på 0,18-0,25, jämfört med en bra amatöridrottares 0,25-0,30.
Denna siffra blir ännu viktigare när den är i linje med strömuttaget. När det tyske proffset Tony Martin vann världsmästerskapen i tidskörning 2011 i Köpenhamn, beräknades hans effekt och aerodynamiska motstånd (uttryckt som watt/m2 CdA) till 2 089.
Detta jämfört med 1 943 för Bradley Wiggins som tvåa och 1 725 för Jakob Fuglsang på 10:e plats.
‘Alla ryttare kan arbeta för att förbättra den här figuren, säger Kitching. "Men mycket viktigt för topphastigheter är också luftdensiteten, som är klart mindre kontrollerbar."
Kommer upp för luft
Vid havsnivå och vid 15°C är luftdensiteten runt 1,225 kg/m3. Faktorer som temperatur, barometertryck, luftfuktighet och höjd påverkar dock luftdensiteten, och densiteten minskar ju högre upp du är.
‘Det är därför ryttare som Sam Whittingham går högt när de försöker slå människodrivna hastighetsrekord på land, tillägger Lewis.
Och varför Felix Baumgartner flöt upp till stratosfärens tunna luft när han hoppade fallskärm till 1 342 km/h 2012.
Kanadensiska Whittingham har slagit otroliga 132,5 km/h på planen, även om det fortfarande inte är världsrekordet för hastighet som drivs av människan, registrerat av landsmannen Todd Reichart i september förra året.
Reichart lämnade resten i kölvattnet, med en toppfart på 137,9 kmh. Vi säger "resten" eftersom Reichart registrerade den hastigheten vid World Human Powered Speed Challenge på State Route 305 strax utanför Battle Mountain, Nevada.
Det var 16:e året i rad som tävlingen hölls i Nevada, och det beror på två nyckelfaktorer: det är 1 408 meter över havet så luftdensiteten är låg och banan ger en accelerationszon på 8 km som leder till en 200 m fartfälla.
Båda hjälpte Reicharts maximala hastighet, liksom hans fordon – en liggande cykel omgiven av kåpor. "Jag har genomfört ytterligare Baldwin Street-beräkningar", säger Jungnickel, "och med en helt rättvisad cykel skulle sluthastigheten vara 369 mph [594 kmh]."
Det skulle vara ännu högre om du kunde göra något åt däcken, med Jungnickel som säger att det skapas mer motstånd genom att däcken sticker ut än hela fartyget.
‘Dessutom, vid extrema krafteffekter, skulle du så småningom stöta på det maximala greppet däcken kan ge, vilket är en funktion av nedåtkraft, säger han.
‘Du når sedan en catch-22. Du kan lägga till spoilers för att öka nedkraften, vilket ökar motståndet, vilket skulle kräva mer kraft igen (och så vidare). Utöver detta tror jag inte att några strukturella problem skulle vara en faktor eftersom du bara kan bygga cykeln robustare med mer material.’
Där har du det. För att nå din maximala hastighet på nästan 600 km/h, ge Graeme Obree i uppdrag att bygga en aero Beastie-cykel för dig, bege dig till Nya Zeeland, be Dunedin Council att förlänga Baldwin Street till cirka 10 km lång och generera en effekt som liknar Tony Martin. Enkelt…
